Когда стоит выбирать столбчатый фундамент?

Устройство столбчатого фундамента

Конструкции столбчатых фундаментов

Столбчатые фундаменты с ростверками

Фундаменты в глубокопромерзающих пучинистых грунтах

Если в здании не планируется делать подвал. Столбчатые фундаменты примерно в 1,5-2 раза экономичнее ленточных, как по материалам, так и про трудоемкости.  Столбчатые фундаменты возводят в основном под дома с легкими стенами: деревянными, щитовыми, каркасными. Под кирпичные стены их закладывают если требуется глубокое заложение и ленточный фундамент неэкономичен.  В зависимости от конструкции здания (прежде всего его массы и этажности) столбы для фундамента могут быть каменные, кирпичные, бетонные, бутобетонные, железобетонные и из других материалов. Чаще всего при устройстве столбчатых фундаментов применяют готовые сборные бетонные и железобетонные блоки.

Если здание будет стоять на пучинистых грунтах.  Столбчатые фундаменты можно устанавливать ниже глубины промерзания с минимальными затратами. При этом действие касательных сил, вызываемых морозным пучением грунта, на поверхность столбов минимально. 

Устройство столбчатого фундамента.

Столбчатые фундаменты обязательно устанавливают под углы дома, в местах пересечения стен, под стойками каркаса, тяжелыми и несущими простенками, балками и другими местами сосредоточенной нагрузки.

Для уменьшения давления на слабые грунты столбчатые фундаменты из штучных материалов уширяют в нижней части, делая уступы высотой не менее двух рядов кладки. Если глубина заложения столбчатого фундамента более 1 м и устройство фундамента из мелкоштучного материала трудновыполнимо, применяют железобетонные столбы, асбестоцементные или металлические трубы. Если при рытье ям в них нет воды, такие фундаменты можно делать с опорной плитой из монолитного бетона, укладываемого на дно во время установки столбов. Если расстояние между столбами составляет 1,2-2,5 м, то по верху столбов должны быть уложены обвязочные балки для создания условий совместной их работы. При расстоянии между столбами фундамента больше 2,5-3 м по их верху укладываются более мощные рандбалки (железобетонные, металлические).

Минимальное сечение фундаментных столбов, мм, выбирается в зависимости от того, из какого материала они изготовлены: бетон - 400; бутобетон - 400; кладка из естественного камня - 600; из бута-плитняка - 400; из кирпича выше уровня земли - 380, а при перевязке с забиркой (перегородкой, которая заполняет промежуток между сваями фундамента) - 250.

Касательные силы морозного пучения нейтрализуют следующим образом: основание фундамента делают уширенным в виде площадки-анкера, которая не позволяет вытащить фундамент из земли при морозном пучении. Внутри такого фундамента желательно заложить арматурный каркас, который защитит фундамент от разрыва. Если фундамент возводят из камня, кирпича, мелких блоков, монолитного бетона без армирования, его стены необходимо делать сужающимися кверху. При большой глубине промерзания в пучинистых грунтах эффективны анкерные столбчатые железобетонные, монолитные либо сборные фундаменты. На такие фундаменты незначительно влияние сил морозного пучения, действующих на боковую поверхность, так как столбы выполняют с минимальным поперечным сечением . Дополнительными мерами уменьшения влияния сил морозного пучения могут быть: покрытие боковых поверхностей фундамента материалами, уменьшающими трение грунта, а также утепление поверхностного слоя грунта вокруг фундамента. Глубина заложения фундаментов находится в непосредственной зависимости от глубины промерзания грунтов и уровня грунтовых вод.

Для повышения устойчивости столбчатых фундаментов, во избежание горизонтального их смещения и опрокидывания, а также для устройства опорной части цоколя между столбами делают ростверк. При устройстве столбчатых фундаментов под деревянные постройки функцию ростверка может выполнять деревянная обвязка из бревен или бруса. При этом пространство между планировочной отметкой земли (отмосткой) и обвязкой заполняют забиркой. Опорной частью цоколя при каменных и кирпичных стенах может служить железобетонный ростверк, укладываемый поверх столбов. Выполняют ростверк и в виде рядовой перемычки, армирован- ной 4-6 арматурными стержнями диаметром 10-12 мм, уложенными по слою бетона толщиной 70 мм. Высота рядовой перемычки должна составлять 1/4 пролета, но не менее 4 рядов кладки. Ростверк может быть выполнен в виде монолитной или сборной железобетонной рандбалки.

При сооружении монолитных железобетонных столбчатых фундаментов потребуются дополнительные затраты, связанные с изготовлением и установкой арматурных каркасов, приготовлением и укладкой бетонной смеси, сборкой и разборкой опалубки ростверка и другими работами.

При устройстве фундаментов на пучинистых грунтах необходимо иметь четкое представление о том, что строительство дома и ввод его в эксплуатацию должны осуществляться в один строительный сезон. Фундаменты, возведенные на пучинистых грунтах и оставленные на зимнее время без нагрузки (без стен, перекрытий и крыш), могут деформироваться. Непредвиденные деформации могут произойти и в том случае, когда построенный дом в зимнее время не эксплуатируется и не отапливается, а глубина заложения фундамента была рассчитана на тепловой режим отапливаемого дома

Конструкции столбчатых фундаментов

Столбчатые фундаменты из готовых типовых бетонных блоков представляют собой конструкцию, состоящую из набора отдельных блоков, укладываемых на цементный раствор. Количество блоков зависит от заглубления фундамента. Для устройства фундаментных столбов выкапывают с откосами ямы необходимой глубины. Размеры в плане зависят от ширины и длины применяемых сборных элементов плюс не менее 20 см с каждой стороны для устройства песчаной подушки. В зависимости от несущей способности грунта основания, общей нагрузки, действующей на 1 м2 подошвы фундамента, определяется опорная площадь фундамента. 

Столбчатые фундаменты с ростверками 

Для устойчивости столбов и устройства опоры для возведения стен дома после выверки отметок верхнего обреза фундаментных столбов (монтажного горизонта) устраивают ростверк из сборных железобетонных элементов или монолитного железобетона. Вместо железобетонных перемычек 5ПБ-25-37П могут использоваться перемычки 5ПБ-30-37П или БУ-28-1 длиной 2980 мм. Если нагрузки на перемычки превышают их расчетную несущую способность, то по верху перемычек устраивают обвязочный монолитный железобетонный пояс . Особенно это касается случаев строительства столбчатых фундаментов на просадочных и насыпных грунтах.

Столбчатые малозаглубленные фундаменты могут изготовляться из кирпича и монолитного бетона. Для этого в отрытую яму засыпают с послойным уплотнением влажный песок слоем толщиной 50-60 см, расстилают толь или рубероид, чтобы цементное молочко из бетона (раствора) не просачивалось в песок, и начинают кирпичную кладку на цементном растворе М50, а при монолитном варианте - укладку бетона М200. Стенки столбов делают сужающимися кверху, как показано на рис. После окончания устройства столбчатых фундаментов проверяют отметки верха столбов и при необходимости выравнивают цементным раствором состава 1:2. После этого приступают к устройству сборного, сборно-монолитного или монолитного железобетонного пояса (ростверка), а при строительстве деревянного дома - обвязки из бревен или брусьев.

Устройство монолитного пояса обеспечит надлежащую продольную жесткость и устойчивость фундамента. До начала устройства монолитного пояса необходимо сборные перемычки надежно соединить между собой. Для этого монтажные петли крест-накрест связывают проволочной скруткой или соединяют с помощью сварки обрезки арматуры диаметром 8-10 мм. Затем по верху перемычек устраивают опалубку и расстилают слой цементного раствора М100 толщиной 4-5 см, устанавливают арматурный каркас и укладывают бетонную смесь М200. Поверхность бетона выравнивают и закрывают любым рулонным материалом для предохранения от атмосферных воздействий. После набора прочности и устройства гидроизоляции можно приступать к монтажу плит перекрытий.

Фундаменты в глубокопромерзающих пучинистых грунтах

При строительстве домов в глубокопромерзающих пучинистых грунтах для уменьшения влияния сил морозного пучения целесообразно устраивать столбчатые фундаменты ниже уровня промерзания грунта. Для этого можно использовать не только традиционные фундаментные элементы, но и асбестоцементные, бетонные и металлические трубы. Варианты устройства таких фундаментов показаны на рис?. Устройство сборного фундамента выполняют в следующей технологической последовательности. На подготовленную песчаную подушку укладывают блок типа ФЛ, устанавливают вертикально асбестоцементную трубу нужной длины и на уровне земли фиксируют ее положение. У основания под углом 45° выполняют бетонную забудку, фиксирующую положение трубы на фундаментном блоке. Поверхность бетонной забудки закрывают толью (рубероидом) и присыпают грунтом (песком).Вместо цельной трубы фундаментный столб может быть смонтирован из отдельных составляющих. После устройства бетонной забудки переходят к устройству следующего столбчатого фундамента, давая время для набора прочности бетона забудки.

Закончив монтаж всех фундаментных блоков, возвращаются к первому столбчатому фундаменту и выполняют обратную засыпку грунтом с тщательным послойным уплотнением. При устройстве столбчатого фундамента из отдельных отрезков труб засыпку с трамбовкой выполняют параллельно с их установкой. Закрепив таким образом фундаментный столб, приступают к установке арматурных стержней или сердечника из металлической трубы.

Чтобы предотвратить сдвиг арматуры во время бетонирования, предварительно в асбестоцементный столб заливают бетон на высоту 10-15 см и в него погружают по центру сердечник металлической трубы или отдельные арматурные стержни на расстоянии от стенки столба 25-35 мм, лучше - пространственный арматурный каркас, выполненный из тех же отдельных арматурных стержней, связанных хомутом из арматурной проволоки диаметром 3-5 мм. Армированный фундаментный столб послойно (30-40 см) заполняют пластичной бетонной смесью М200 осадкой конуса (ОК) 6-8 см. Уплотняют бетон глубинным вибратором или штыкованием гладкой стержневой арматурой диаметром 20-25 мм класса А-1. При возведении сборно-монолитного столбчатого фундамента установку асбестоцементной трубы и металлического сердечника выполняют по свежеуложенной бетонной смеси опорной плиты, утапливая сердечник в тело плиты на 10-15 см. В остальном последовательность выполнения работ аналогична устройству сборного варианта фундамента.